太阳能 生物质能和氢能的利用2
图片预览
文档简介
课件20张PPT。第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用D1．最清洁的能源是(
A．煤 )。
B．天然气C．乙醇汽油D．氢能石油天然气2．三大化石燃料是指煤、______、________。化学能3．绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为_______。 一、太阳能的利用
1．大自然利用太阳能最成功的是植物的__________。在太
阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为_______，
进而生成淀粉、纤维素，把光能转化为化学能。C6H12O6＋6O26H2O＋6CO2
葡萄糖光合作用2．太阳能的利用方式光－热转换发电光－化学能转换 二、生物质能的利用
1．来源
生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。生物质
包括农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、
城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
2．生物质能的利用方式
(1)直接燃烧。
燃烧反应表示为___________________________________。(2)生物化学转换。甲烷 ①制取沼气：将植物秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼
气发酵池中，在厌氧条件下，经过沼气细菌的作用，生成沼气。
沼气的主要成分是_____。沼气是一种清洁、高效的气体燃料，其燃烧的反应方程式：________________________________。 ②粮食发酵制乙醇：用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、
高粱)为原料，在催化剂存在下，经水解和细菌发酵，可以制得
乙醇。乙醇可以直接作为燃料，也可以和汽油混合后作发动机
燃料。有关反应方程式：________________________________
_________________________________。 (3)热化学转换。
使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可
燃气体。
三、氢能的开发与利用
1．氢能源及其利用
氢气完全燃烧热值大，燃烧的产物是水，不会污染环境，
被人们看作理想的“绿色能源”。
2．氢气的制备方法(1)电解法。电能电解法是目前用得最多的方法，但耗费大量的______，
成本太高，难以普遍使用。 (2)光解法。
在催化剂作用下利用太阳能，将水分解生成氢气，这种方法
是制氢气的主要研究方向。其主要难题是催化剂的选择和制取。
(3)生物法。
利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解释
放氢气。
3．氢气的贮存
氢气的熔沸点很低，难以液化，所以氢气的贮存运输一度成
为科学难题，现在科学家发现的___________解决了这一科学难题。贮氢合金氢能的开发与利用1．氢能的优点(1)原料来源广。以水为原料制备氢气，水在自然界中储量大，特别是海水。(2)热值高。氢气完全燃烧放出热量约为等质量汽油完全燃烧放出热量的 3 倍。(3)燃烧快且易充分燃烧。(4)无污染。氢气跟氧气反应释放能量并生成水，水既无污染又可循环利用。2．氢能的利用方式(1)利用氢和氧化剂发生反应放出的热能。(2)利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能。(3)利用氢的热核反应释放出的核能，这是氢能的一种特殊应用。3．开发与利用氢能需要克服的问题 在生活和生产实践中大量应用氢能源，需要解决由水制备
氢气的能耗、氢气的贮存和运输三大关键难题。贮氢合金的发
现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的新途径。4．氢能生产与利用的途径图 2－4－15．应用 贮氢合金已具有相当广泛的应用。以贮氢合金贮存的氢气
为动力的氢能汽车已有实验样品，我国在 1980 年就研制出一辆
氢能汽车。科学家们预言，氢能将成为 21 世纪的重要能源。 太阳能的利用
[例1]利用太阳能，使燃料循环使用有如下构思和方案：①CO2
CO ＋ O2 ； ②2H2O
2H2 ＋ O2 ； ③CO2 ＋
2H2OCH4＋2O2。要实现上述构想，关键是(
)。A．如何使物质吸收光能转变为其他物质
B．寻找催化剂
C.利用光能
D．利用绿色植物 解析：题中的CO2、H2O 等都是利用太阳能转变为燃料，
把太阳能转化为化学能“储存”起来，以实现燃料循环使用，
要实现上述构想关键是如何使物质吸收太阳能转变为其他物
质，如何选择合适的催化剂或反应条件等。答案：A1．下列属于直接利用太阳辐射能的方式是()。D①光—热转换；②光—电转换；③光—化学能转换；
④光—生物质能转换。A．①②③
C．①②④B．①③④
D．①②③④
A．太阳能以光波形式传送到地面
B．化石燃料蕴藏的能源来自太阳能
C．太阳能是洁净能源，不污染环境
D．食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用能源D 生物质能的利用
[例2](双选)下列能源的利用方式中，属于生物质能的利用的是()。AD A．将植物枝叶、作物秸秆发酵产生沼气
B．太阳能发电
C．乙醇燃烧放热
D．粮食酿酒3．下列对城市废弃物中生物质能利用 的是()。A．把废弃物运到乡下找个地方填埋掉A B.对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电
C.把废弃物进行生物化学转换获取 CH4
D.让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的
可燃性气体氢能的制备和利用是()。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在
水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 解析：氢气燃烧或者通过化学反应转化为水的过程放热，
欲利用水制取氢气，就是研究如何将水分解为氧气和氢气，B、
C、D 三项都是其研究方向；A 中氧气不是可燃物，且水不分解
无法产生氢气。答案：A 4．(1)氢能是 21 世纪极具发展前景的新能源之一，它既是
绿色能源，又可循环使用。请在图 2－4－2 的两个空格中填上
循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能循环
体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。图 2－4－2H2OH2、O2(2)从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是___(填字母)。BA．氢能转化为化学能
B．化学能转化为电能
C．太阳能转化为热能D．电能转化为化学能 解析：题中指出，图是“氢能循环体系图”，“循环中接
受太阳能的物质在自然界中广泛存在”。图中还标出了太阳能、
燃料电池的信息，综合可知，这个循环的周期是
A．煤 )。
B．天然气C．乙醇汽油D．氢能石油天然气2．三大化石燃料是指煤、______、________。化学能3．绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为_______。 一、太阳能的利用
1．大自然利用太阳能最成功的是植物的__________。在太
阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为_______，
进而生成淀粉、纤维素，把光能转化为化学能。C6H12O6＋6O26H2O＋6CO2
葡萄糖光合作用2．太阳能的利用方式光－热转换发电光－化学能转换 二、生物质能的利用
1．来源
生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。生物质
包括农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、
城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
2．生物质能的利用方式
(1)直接燃烧。
燃烧反应表示为___________________________________。(2)生物化学转换。甲烷 ①制取沼气：将植物秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼
气发酵池中，在厌氧条件下，经过沼气细菌的作用，生成沼气。
沼气的主要成分是_____。沼气是一种清洁、高效的气体燃料，其燃烧的反应方程式：________________________________。 ②粮食发酵制乙醇：用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、
高粱)为原料，在催化剂存在下，经水解和细菌发酵，可以制得
乙醇。乙醇可以直接作为燃料，也可以和汽油混合后作发动机
燃料。有关反应方程式：________________________________
_________________________________。 (3)热化学转换。
使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可
燃气体。
三、氢能的开发与利用
1．氢能源及其利用
氢气完全燃烧热值大，燃烧的产物是水，不会污染环境，
被人们看作理想的“绿色能源”。
2．氢气的制备方法(1)电解法。电能电解法是目前用得最多的方法，但耗费大量的______，
成本太高，难以普遍使用。 (2)光解法。
在催化剂作用下利用太阳能，将水分解生成氢气，这种方法
是制氢气的主要研究方向。其主要难题是催化剂的选择和制取。
(3)生物法。
利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解释
放氢气。
3．氢气的贮存
氢气的熔沸点很低，难以液化，所以氢气的贮存运输一度成
为科学难题，现在科学家发现的___________解决了这一科学难题。贮氢合金氢能的开发与利用1．氢能的优点(1)原料来源广。以水为原料制备氢气，水在自然界中储量大，特别是海水。(2)热值高。氢气完全燃烧放出热量约为等质量汽油完全燃烧放出热量的 3 倍。(3)燃烧快且易充分燃烧。(4)无污染。氢气跟氧气反应释放能量并生成水，水既无污染又可循环利用。2．氢能的利用方式(1)利用氢和氧化剂发生反应放出的热能。(2)利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能。(3)利用氢的热核反应释放出的核能，这是氢能的一种特殊应用。3．开发与利用氢能需要克服的问题 在生活和生产实践中大量应用氢能源，需要解决由水制备
氢气的能耗、氢气的贮存和运输三大关键难题。贮氢合金的发
现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的新途径。4．氢能生产与利用的途径图 2－4－15．应用 贮氢合金已具有相当广泛的应用。以贮氢合金贮存的氢气
为动力的氢能汽车已有实验样品，我国在 1980 年就研制出一辆
氢能汽车。科学家们预言，氢能将成为 21 世纪的重要能源。 太阳能的利用
[例1]利用太阳能，使燃料循环使用有如下构思和方案：①CO2
CO ＋ O2 ； ②2H2O
2H2 ＋ O2 ； ③CO2 ＋
2H2OCH4＋2O2。要实现上述构想，关键是(
)。A．如何使物质吸收光能转变为其他物质
B．寻找催化剂
C.利用光能
D．利用绿色植物 解析：题中的CO2、H2O 等都是利用太阳能转变为燃料，
把太阳能转化为化学能“储存”起来，以实现燃料循环使用，
要实现上述构想关键是如何使物质吸收太阳能转变为其他物
质，如何选择合适的催化剂或反应条件等。答案：A1．下列属于直接利用太阳辐射能的方式是()。D①光—热转换；②光—电转换；③光—化学能转换；
④光—生物质能转换。A．①②③
C．①②④B．①③④
D．①②③④
A．太阳能以光波形式传送到地面
B．化石燃料蕴藏的能源来自太阳能
C．太阳能是洁净能源，不污染环境
D．食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用能源D 生物质能的利用
[例2](双选)下列能源的利用方式中，属于生物质能的利用的是()。AD A．将植物枝叶、作物秸秆发酵产生沼气
B．太阳能发电
C．乙醇燃烧放热
D．粮食酿酒3．下列对城市废弃物中生物质能利用 的是()。A．把废弃物运到乡下找个地方填埋掉A B.对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电
C.把废弃物进行生物化学转换获取 CH4
D.让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的
可燃性气体氢能的制备和利用是()。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在
水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 解析：氢气燃烧或者通过化学反应转化为水的过程放热，
欲利用水制取氢气，就是研究如何将水分解为氧气和氢气，B、
C、D 三项都是其研究方向；A 中氧气不是可燃物，且水不分解
无法产生氢气。答案：A 4．(1)氢能是 21 世纪极具发展前景的新能源之一，它既是
绿色能源，又可循环使用。请在图 2－4－2 的两个空格中填上
循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能循环
体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。图 2－4－2H2OH2、O2(2)从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是___(填字母)。BA．氢能转化为化学能
B．化学能转化为电能
C．太阳能转化为热能D．电能转化为化学能 解析：题中指出，图是“氢能循环体系图”，“循环中接
受太阳能的物质在自然界中广泛存在”。图中还标出了太阳能、
燃料电池的信息，综合可知，这个循环的周期是